传动机构阻转矩：T0?T2?T2'?34.29?25?9.29N.M 加速时电动机转矩：T
2-2
（a） T?TL?GD3752?T0?GD2dndt375?9.29?4.55375*800?19N.M
dndt减速（b） ?T?TL?GD3752dndt减速（c） T?TL?GD3752dndt加速
（d） ?T?TL?2-3
GD3752dndt减速（e） ?T?TL?GD3752dndt匀速
(a) 稳定 ；（b）稳定；(c) 稳定； (d) 稳定； (e) 不稳定；
第四章
4-1 直流电动机起动要求：（1）起动电流要小，一般在（1.5~2）IN （2）起动转矩要大，Tst＞TL，； （3）起动设备要简单便可靠。
如果起动时直接将额定电压加至电枢两端，称为直接起动。由于起动初始时，电动机因机械惯性而未能旋转起来，转速为零，电枢电动势Ea?Ce?n?0，忽略电枢回路电感的作用时，电动机的起动电流为 Ist?UN?EaRa?UNRa
一般电动机的电枢绕组电阻Ra很小，若直接加上额定电压起动，Ist可达到额定电流的10～20倍。这样大的起动过流将导致转向困难，换向器表面产生强烈的火花式环火；电枢绕组产生过大的电磁力，引起绕组损坏；而且产生过大的起动转矩，对传动机构产生强烈冲击，可能损坏机械传动部件。另外，过大的起动电流将引起电网电压的波动，影响同一电网上其他电气设备的正常运行。一般直流电动机是不允许直接起动.
一般直流电动机的最大允许电流为（1.5~2）IN，为了限制过大的起动电流，由Ist?UN可以看出，可以采用两种办法：
Ra一种办法是降低电源电压，另一种办法是电枢回路串电阻。
4-2 速度调节是用改变电动机参数的方法，使电力拖动系统运行于不同的人为机械特性上，从而在相同的负载下，得到不同的运行速度。是人为的有目的行为；速度变化是由于负载的变化，使电动机在同一条机械特性上发生的转速变化。
4-3 在额定负载下，电机可能运行的最高转速nmax与最低转速nmin之比称为调速范围。用D表示，即：
D?nmaxnminT?TN
在同一条机械特性上，额定负载时的转速降ΔnN与理想空载转速n0之比称为静差率，用δ表示，即 n?nN?nN??0?
n0n0调速范围D与静差率δ是相互制约的两项性能指标，由图4-4（b）可以推断出D与δ之间的关系式为 nnmaxnmaxnmax?D?max???
?nnminn0'??nN?nN(1??)N?4-4 电动机调速时的容许输出是指电动机电枢电流保持额定值I=IN的条件下，在调速过程中轴上所能输出的功率和转矩。恒转矩调速是指在不同转速下保持Ia=IN，电动机容许输出的转矩不变。恒功率调速是指在调速范围内，保持Ia=IN，电动机容许输出的电磁功率保持不变。
如果以恒转矩调速方式配以恒功率负载时，为确保低速时电动机的转矩满足要求，只有在最低速时，电动机允许输出转矩与负载转矩相等；在高速运行时，电动机的转矩就得不到充分利用。如果以恒功率调速方式配以恒转矩负载时为确保高速时电动机的转矩仍满足要求，只有在nmax时电动机允许输出转矩才等于负载转矩；而在低速时，电动机转矩都得不到充分利用，造成投资和运行费用的浪费。
4-5 电动机制动运行的主要特点是电磁转矩与转速方向相反，不再从电源吸收电功率。
??nN制动运行的作用包括：快速或准确停车、限制高速。能耗、电压反接、倒拉反转、回馈等四种形式。
4-7
0.05UN0.05*220EaN?0.95UN,INRa?0.05UN,Ra???0.036?IN3054-8 1UNIN?PN1220*305?60000或Ra???0.038?2222305IN(1) 直接起动时 Ist?UNRa?2200.036?6111.11?20IN
(2) 如果需要将起动电流限制在2倍额定电流，则
Ra?Rst?UN2IN?2202*305?0.36?Rst?0.36?Ra?0.36?0.036?0.324?
(3) 如果需要将起动电流限制在2倍额定电流，则
U?2INRa?2*305*0.036?21.96V
EaN?0.95U或Ra?1UNN,INRa?0.05U?N,Ra?0.05UINN?0.05*44076?0.289?IN?PN21440*76?2900076222IN起动级数m?3I1?2*IN?152AUN440Rm???2.89?I12*76?0.384???I2?mRmRaI1??32.890.384?1.96152?1.964-9 R??R?1.96*0.384?0.753?1a22R2??Ra?1.96*0.384?1.475?33R1??Ra?1.96*0.384?2.89?R?1?R1?Ra?0.369?R?2?R2?R1?0.722?R?3?R3?R2?1.415??77.56A
nN1000cT??9.55ce??3.93INRa76*0.376?n???69.53ce?0.411UN440n0???1070r/mince?0.411(1)降压调速的最低理想空载转速为250r/min,相应的额定转矩最低转250?69.53?180.47r/min(2)弱磁时的最高理想空载转速为：U440ce?'?N??0.2933n0'15000.2933?'???0.714?0.411对于恒转矩负载而言，弱磁后的电流为：UN?1440I'?IN?*76?106.4,n0'???1500?'0.714ce?'0.2933额定转矩时的转速为：U?I'Ra440?106.4*0.376nN'?N??1363.8r/mince?’0.2933(3)最高转速机械特性的斜率与静差率：Ra0.376?’???0.457722cecT?’9.55*0.2933n'?nN'1500?1363.8?‘?0??0.09n0'1500(4)最低转速机械特性的斜率与静差率：4-10
Ra0.376?’’???0.23322cecT?9.55*0.41169.53?‘??0.278250ce???UN?INRa?440?76*0.376?0.411速为：
ce??UN?INRanN635cT??9.55ce??3.12(1)电枢串电阻：U?ce?n220?0.327*500R?N?Ra??0.044?0.158?IN280（2）降压调速U?ce?n?INRa?0.327*500?280*0.044?175.8V4-11
(3)?1I'?IN?*IN?IN,不能长期运行?'0.85UN?I'Ra220?280/0.85*0.044n???739.4r/mimce?'0.327*0.85?220?280*0.044?0.327nN1000cT??9.55ce??1.95带上0.8倍额定负载时U?0.8INRa220?0.8*158.5*0.1(1）n?N??1016.3r/mince?0.204（2）电枢回路串入0.3?电阻时，电枢电流维持0.8倍额定电流不变：U?0.8IN（Ra?R)220?0.8*158.5*(0.1?0.3)n?N??830r/mince?0.2040.8倍额定电流不变4-12 (3)电枢电压为180V时，电枢电流同样维持
U?0.8INRa180?0.8*158.5*0.1n???820r/mimce?0.2041（4）磁通减弱到0.8倍额定磁通时，负载转矩不变，Ia?*0.8IN?IN0.8UN?INRa220?*158.5*0.1n???1251r/mimce?'0.204*0.8ce??UN?INRa?220?158.5*0.1?0.204
nN1500cT??9.55ce??1.3UN220n0???1617.6r/mince?0.136带上额定负载时n0?nmin(1）???0.3n0nmin?n0(1??)?0.7*1617.6?1132.4r/minnmax1500(2)电动机调速范围为D???1.325nmin1132.4(3)电枢回路串入电阻值：ce??UN?INRa?220?68.7*0.224?0.1364-13
nmin?UN
?IN（Ra?R)ce??220?68.7*(0.224?R)0.136?1132.4r/minR?0.737?(4)拖动额定负载转矩时电动机输入功率P1?UNIN?220*68.7?15114Wn1132.4输出功率P2?minPN?*13000?9814WnN1500外串电阻上的损耗显然效率较低pcu?INR?3478.4W2?0.2nN1000cT??9.55ce??1.91UN220n0???1100r/mince?0.136带上额定负载时(1）电压反接制动，制动开始时的制动电流为：?UN?ce?nN?220?0.2*1000Ia????42.38ARa?R0.91?9因此制动开始时发出的电磁转矩为T?cT?Ia??1.91*42.38??80.95N.M4-14(2)制动结束时n?0,可求得此时的电流为
?UN?220Ia????22.2ARa?R0.91?9因此制动结束时发出的电磁转矩为T?cT?Ia??1.91*22.2??42.4N.M(3)当负载为恒转矩的反抗性负载时，不切断电源，电机不能反转，因为此时的电枢电流大小小于额定电流，拖动不起负载。?0.41nN1000cT??9.55ce??3.92UN440n0???1073.2r/mince?0.41(1）回馈制动，且电流为60A时，电动机工作在固有机械特性上UN?IaRa440?(?60)*0.393n???1130.7r/mince?0.41(2)在能耗制动下工作?(?IN)(Ra?R)n?ce?ce?n0.41*500R??Ra??0.393?2.3?IN76.2忽略空载转矩，电动机轴上的转矩认为是电磁转矩，得：T?cT?Ia?3.92*(?76.2)??298.7N.M(3)倒拉反转制动情况下，UN?ce?nIa?Ra?RUN?ce?n440?0.41*(?600)R??Ra??0.393?13.327?Ia50忽略空载转矩，电动机轴上的转矩认为是电磁转矩，得：T?cT?Ia?3.92*50?196N.M电网输入功率：P1?UNIa?440*50?22000W2?*(?600)轴上输入功率：PM?T??196*??12315W（负号代表功率为输入）604-15 2pcu?IaRa?50*50*(13.327?0.393)?34300?P1?PM(误差来源于小数点后忽略的）ce??UNce??UN?INRa?220?22.3*0.91?INRa?440?76.2*0.393ce??UN?INRa4-16 （2）反接制动时：?UN?ce?nN?220?0.186*1100R??Ra??0.044?3.96??2IN?2*53
nN635cT??9.55ce??1.77(1)能耗制动时：?ce?nN?0.186*1100R??Ra??0.044?1.93??2IN?2*53?220?53*0.3?0.186